برنامه های درس مکانیک خاک و پی
برنامه های درس مکانیک خاک و پی شامل موارد زیر است:
ﻓﻀﺎي ﺣﻔﺮات ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻣﻮﺟﻮد در ﺧﺎك ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت دﺳﺘﻪ اي از ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎي ﻣﻮﺋﻴﻨﮕﻲ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻣﺘﻐﻴﻴﺮ ﻋﻤﻞ ﻛﻨﺪ. ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻧﻴﺮوي ﻛﺸﺶ ﺳﻄﺤﻲ، آب زﻳﺮزﻣﻴﻨﻲ در ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎي ﻣﻮﺋﻴﻨﮕﻲ ﻣﺬﻛﻮر ﺻﻌﻮد ﻛﺮده و ﺗﺮاز واﻗﻌﻲ آن از ﺗﺮاز آزاد ﺳﻄﺢ آب زﻳﺮزﻣﻴﻨﻲ ﺑﺎﻻﺗﺮ ﺧﻮاﻫﺪ اﻳﺴﺘﺎد.
ﺷﻜﻞ 5-3 ﻣﻔﻬﻮم ﭘﺎﻳﻪ اي ارﺗﻔﺎع ﺻﻌﻮد آب در ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮﺋﻴﻦ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ. ارﺗﻔﺎع ﺻﻌﻮد آب را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺑﺪﺳﺖ آورد:
ﻛﻪ در آن:
T = ﻛﺸﺶ ﺳﻄﺤﻲ ،
=α زاوﻳﻪ ﺗﻤﺎس ،
d = ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮﺋﻴﻨﻪ ،
γw = وزن ﻣﺨﺼﻮص آب
ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از راﺑﻄﻪ قبل ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﺑﺎ ، T، α و γ ﺛﺎﺑﺖ، ارﺗﻔﺎع ﺻﻌﻮد ﻧﺴﺒﺖ ﻋﻜﺲ ﺑﺎ ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮﺋﻴﻨﻪ دارد. ﻳﻌﻨﻲ:
ﻓﺸﺎر در ﻫﺮ ﻧﻘﻄﻪ در ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮﺋﻴﻨﻪ در ﺑﺎﻻي ﺳﻄﺢ آزاد آب، ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻓﺸﺎر اﺗﻤﺴﻔﺮ ﻣﻨﻔﻲ اﺳﺖ و ﻣﻘﺪار آن ﻃﺒﻖ راﺑﻄﻪ h×γw ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ در آن h ارﺗﻔﺎع ﺻﻌﻮد آزاد آب اﺳﺖ.
اﮔﺮ ﭼﻪ ﻣﻔﻬﻮم ﺻﻌﻮد ﻣﻮﺋﻴﻨﮕﻲ ﺑﺮاي ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮﺋﻴﻨﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﻛﺎرﺑﺮد ﺑﺮاي ﺧﺎك ﻧﻴﺴﺖ ﻫﺴﺖ، ﻟﻴﻜﻦ ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺖ ﻛﻪ ﺣﻔﺮات ﺑﻪ ﻫﻢ ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺧﺎك داراي ﻣﻘﻄﻊ ﻣﺘﻐﻴﻴﺮ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﻏﻴﺮ ﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ ﺑﻮدن ﺻﻌﻮد ﻣﻮﺋﻴﻨﮕﻲ را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺎ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺳﺘﻮﻧﻲ از ﺧﺎك ﻣﺎﺳﻪ دار ﺧﺸﻚ ﻛﻪ در ﺗﻤﺎس ﺑﺎ آب ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻧﻤﻮد (ﺷﻜﻞ 5-4-اﻟﻒ). ﺑﻌﺪ از ﮔﺬﺷﺖ زﻣﺎن ﻛﺎﻓﻲ، ﺗﻐﻴﻴﺮات درﺟﻪ اﺷﺒﺎع ﺳﺘﻮن ﺧﺎك در ارﺗﻔﺎع ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺑﺎ ﺷﻜﻞ 5-4-ب ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. درﺟﻪ اﺷﺒﺎع ﺗﺎ ارﺗﻔﺎﻋﻲ ﻣﻌﺎدل h2 ﻣﺴﺎوي 100 درﺻﺪ اﺳﺖ و آب ﺣﺘﻲ در ﺣﻔﺮات درﺷﺖ ﻧﻴﺰ ﺻﻌﻮد ﻛﺮده اﺳﺖ. در ﺑﺎﻻي ارﺗﻔﺎع 2 ، hآب ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﻓﻘﻂ در ﺣﻔﺮات رﻳﺰ ﺻﻌﻮد ﻧﻤﺎﻳﺪ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ درﺟﻪ اﺷﺒﺎع ﻛﻤﺘﺮ از 100 درﺻﺪ اﺳﺖ. ﺣﺪاﻛﺜﺮ ارﺗﻔﺎع ﺻﻌﻮد آب، ﺑﺴﺘﮕﻲ ﺑﻪ اﻧﺪازه رﻳﺰﺗﺮﻳﻦ ﺣﻔﺮات ﻣﻮﺟﻮد دارد.
ﺷﻜﻞ 5-4 اﺛﺮ ﻣﻮﺋﻴﻨﮕﻲ در ﺧﺎك ﻣﺎﺳﻪ دار (اﻟﻒ) ﺳﺘﻮن ﺧﺎك در ﺗﻤﺎس ﺑﺎ آب، (ب) ﺗﻐﻴﻴﺮات درﺟﻪ اﺷﺒﺎع در ﺳﺘﻮن ﺧﺎك
ﻫﺎزن (1930) راﺑﻄﻪ اي ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺗﻘﺮﻳﺒﻲ ارﺗﻔﺎع ﺻﻌﻮد ﺑﻪ ﺷﻜﻞ زﻳﺮ اراﺋﻪ ﻛﺮد:
ﻛﻪ در آن:
C= ﺛﺎﺑﺘﻲ ﻛﻪ ﺑﻴﻦ 01 ﺗﺎ 05 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ ﻣﺮﺑﻊ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ
D10 = اﻧﺪازه ﻣﻮﺛﺮ (ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ)
e = ﻧﺴﺒﺖ ﺗﺨﻠﺨﻞ
راﺑﻄﻪ ارائه شده داراي ﻣﻔﻬﻮﻣﻲ ﻣﺸﺎﺑﻪ راﺑﻄﻪ قبلی اﺳﺖ. ﺑﺎ ﻛﺎﻫﺶ D10، اﻧﺪازه ﺣﻔﺮات ﺧﺎك ﻛﺎﻫﺶ ﺧﻮاﻫﺪ ﻳﺎﻓﺖ ﻛﻪ ﻧﺘﻴﺠﻪ آن اﻓﺰاﻳﺶ ﺻﻌﻮد ﻣﻮﺋﻴﻨﮕﻲ اﺳﺖ. در ﺟﺪول 5-1، ﺣﺪود ارﺗﻔﺎع ﺻﻌﻮد ﻣﻮﺋﻴﻨﮕﻲ ﺑﺮاي اﻧﻮاع ﺧﺎك ﻫﺎ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.